太原起兵是李世民的谋略，李渊曾答应他事成之后立他为太子，但李渊建立唐朝后，却立李建成为太子。
天下平定后，李世民功名日盛，李建成随即联合李元吉，排挤李世民，李渊的优柔寡断，也使朝中政令相互冲突，加速了诸子的兵戎相见。
长兄皇太子李建成知道李世民终不肯屈为人臣，而李世民也认为是自己奠下唐朝开国的基业，遂与李建成、四弟齐王李元吉猜忌日深，两派大臣之间互相倾轧。
李建成还下毒谋害李世民，其中宰相裴寂、谋士王珪、魏徵、东宫卫士将领薛万彻等追随李建成、李元吉。
秦府谋士杜如晦、房玄龄，将领秦叔宝、尉迟敬德、段志玄、侯君集、王君廓等跟从李世民。
宰相陈叔达、朝臣长孙无忌等暗中支援李世民，其余将领李靖、徐世勣，大臣宇文士及等保持中立。
武德九年，突厥侵犯唐边境，李建成向李渊建议，由李元吉做统帅出征突厥。
在太子的东宫中担任率更丞职位的王晊，已被秦王李世民收买，成为李世民在东宫的眼线，他悄悄告诉李世民。
李建成想借此控制秦王的兵马，并准备在昆明池设伏兵杀秦王。
于是李世民决定先发制人，在武德九年六月初四庚申日，他在帝都长安城宫城玄武门附近射杀皇太子李建成、齐王李元吉，史称玄武门之变。
事后李世民杀李建成、李元吉诸子，并将他们从宗籍中除名，李渊让出军政大权给予秦王李世民。
三天后李世民被立为皇太子，自此以后军国事务，无论大小悉数委任太子处决，然后奏闻皇帝。
武德九年八月初九甲子日，李渊退位称太上皇，禅位于李世民，李世民登基为帝，次年改元贞观。
贞观之治的盛世就此开启，隋朝杨广造成隋末严重大乱，导致人口锐减，使得武德年间、贞观初只有二百万户。
李世民经常以亡隋为戒，注意叮咛自我克制欲望，嘱咐臣下莫恐上不悦而停止进谏，励精图治。
政治上，既往不咎，知人善任，从谏如流，整饬吏治；经济上，薄赋尚俭，为政谨慎；亦致力复兴文教，令隋末动荡之局得以稳定下来。
李世民十分重视吏治的清明，曾命房玄龄省并冗员，派李靖等十三名黜陟大使巡察全国，考察风评；又亲自选派都督、刺史等地方官。
并将其功过写在宫内屏风上，作为升降奖惩的依据，另又规定五品以上的京官轮流值宿中书省，以便随时廷见，垂询民间疾苦和施政得失，百官遂自励廉能，直接提高政府效率。
军事上，李世民多次对外用兵，先后平定突厥、薜延陀、回纥、高昌、焉耆、龟兹、吐谷浑等，由是唐朝声威远播，四方宾服。
经李世民君臣二十三年的努力，社会安定、经济恢复并稳定发展，对外武功显赫，至唐高宗永徽三年。
人口达到三百八十万户，奠下了唐高宗、武则天、唐玄宗年间大唐盛世的基础，史称贞观之治。
贞观十七年四月，太子李承乾以谋反之罪被废，唐太宗遂将其第九子晋王李治立为太子，并对太子严加教管。
晚年李世民著《帝范》一书以教戒太子李治，总结了他的施政经验，同时自评一生功过。
贞观二十二年正月，唐太宗将他撰写的《帝范》十二篇颁赐给太子李治，并对其告诫说，你应当以古代的圣哲贤王为师，像我这样，是绝对不能效法的。